一种钢轨位移量的辅助观测装置的制作方法

本实用新型涉及铁路钢轨位移量的观测设备领域，尤其涉及一种钢轨位移量的辅助观测装置。

背景技术：

无缝线路钢轨因气候变化发生热胀冷缩，钢轨与扣件之间相互扰动而改变线路尺寸，造成钢轨发生爬行位移，对行车安全构成威胁，所以需要定期对无缝线路钢轨进行防爬监测。

目前，无缝线路钢轨铺设完成后，通常在线路两侧埋设观测桩，并在观测桩的顶部制作标记，确定位移观测基准点。日常观测时，需要三人配合实施测量，其中两人拉弦绳形成横线，一人在钢轨的非作用边的上方紧贴横线吊起线锤，并测量线锤的尖部与观测基准点之间的距离，以获得该点的位移量。

但是，三人配合实施测量存在诸多缺陷：一是需要三名工人同时作业，费时费力且效率低；二是工人需要在轨道上作业，存在安全隐患：三是钢轨两侧埋设观测桩，增加成本且影响线路整体外观。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种钢轨位移量的辅助观测装置，以解决目前测量钢轨位移量费时费力、存在安全隐患，以及成本高且影响线路美观的问题。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

该钢轨位移量的辅助观测装置包括定位装置、观测装置和安装基座；

所述定位装置包括激光发射器和第一转轴，所述第一转轴包括第一区段和两个第二区段，两个所述第二区段分别连接于所述第一区段的两端，且两个所述第二区段的直径均小于所述第一区段的直径；所述激光发射器设置在所述第一区段上，且所述激光发射器的光束方向与所述第一区段的轴向垂直；

所述观测装置包括水准仪组件和第二转轴，所述第二转轴包括第三区段和两个第四区段，两个所述第四区段分别连接于所述第三区段的两端，且两个所述第四区段的直径均小于所述第三区段的直径；所述水准仪组件设置在所述第三区段上，且所述水准仪组件的观测方向与所述第三区段的轴向垂直；

所述安装基座包括两个v型支架，两个所述v型支架平行设置且v型开口向上；

所述定位装置通过所述第一转轴与所述v型支架配合可拆卸安装于所述安装基座上，或者所述观测装置通过所述第二转轴与所述v型支架配合可拆卸安装于所述安装基座上；

所述第一区段与所述第三区段的长度相同，以使所述激光发射器的光束与所述水准仪组件观测的中线重合。

作为本实用新型的进一步改进，该钢轨位移量的辅助观测装置还包括固定支架；

所述安装基座内开设有两个弧形通孔，两个所述弧形通孔为同一圆心，且两个所述弧形通孔对称分布；

每个所述弧形通孔内均设置有固定件，所述安装基座通过所述固定件可拆卸安装于所述固定支架上。

本实用新型还提供了分别适用于站区区段、线路区段、桥梁区段和隧道区段的固定支架。

所述适用于站区区段的固定支架包括支撑杆、第一安装板和固定底座；

所述支撑杆的一端连接所述第一安装板，所述支撑杆的另一端连接于所述固定底座；

所述第一安装板上开设有两个第一安装孔，所述安装基座通过所述固定件与所述第一安装孔配合安装于所述固定支架上。

所述适用于隧道区段的固定支架包括第二安装板和第一固定板，所述第二安装板与所述第一固定板垂直连接形成t型结构；

所述第二安装板的同一侧面上开设有两个第二安装孔，且两个所述第二安装孔位于远离所述第一固定板的一端；

所述安装基座通过所述固定件与所述第二安装孔配合安装于所述固定支架上。

所述适用于桥梁区段的固定支架包括第三安装板、第二固定板和支撑板；

所述第三安装板与所述第二固定板垂直连接形成l型结构；

所述第三安装板和所述第二固定板均与所述支撑板连接形成三角结构

所述第三安装板的背离所述第二固定板的侧面开设有两个第三安装孔；

所述安装基座通过所述固定件与所述第三安装孔配合安装于所述固定支架上。

所述适用于线路区段的固定支架包括第四安装板、固定块和两个螺杆；

两个所述螺杆平行设置于所述第四安装板的一侧，所述固定块可拆卸连接于两个所述螺杆；

所述第四安装板的靠近所述螺杆的一侧面开设有两个所述安装孔；

所述安装基座通过所述固定件与所述第四安装孔配合安装于所述固定支架上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种钢轨位移量的辅助观测装置，该辅助观测装置包括定位装置、观测装置和安装基座。其中，定位装置包括激光发射器和第一转轴；观测装置包括水准仪组件和第二转轴；第一转轴和第二转轴的两端直径均小于中间部分；安装基座包括两个v型支架，两个v型支架平行设置且v型开口向上。当定位装置经第一转轴安装于安装基座上时，通过控制激光发射器发出激光，激光均可在两股钢轨上产生投影，分别对两股钢轨上的激光投影点作标记，即得两股钢轨的观测基准点，然后以该观测基准点为对称中心在钢轨上制作刻度线。当观测钢轨位移量时，将观测装置经第二转轴安装于安装基座上，通过观察水准仪组件的焦距中心对应的标尺读数，即可获得线路钢轨的位移量，实现了对钢轨位移量的监测。

该辅助观测装置仅需两人配合即可实现对钢轨位移量的观测，省时省力，且不再需要工人横跨线路轨道，降低了上线作业的风险，也不再需要在线路两侧预埋观测桩，节省成本且线路美观。同时，由于第一转轴和第二转轴的两端部分直径均小于中间部分，所以v型支架能够对激光发射器和水准仪组件精确固定，避免了激光发射器和水准仪组件发生偏移，而激光发射器和水准仪组件又能绕对应转轴转动，可调整校准精度，提高了测量的准确度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的观测装置安装于安装基座的立体图；

图2为本实用新型实施例提供的激光发射器安装于安装基座的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的观测装置安装于安装基座的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的适用于站区区段的固定支架的立体图；

图5为本实用新型实施例提供的适用于隧道区段的固定支架的立体图；

图6为本实用新型实施例提供的适用于桥梁区段的固定支架的立体图；

图7为本实用新型实施例提供的适用于线路区间的固定支架的立体图。

图中，1-定位装置；11-激光发射器；12-第一转轴；1201-第一区段；1202-第二区段；2-观测装置；21-水准仪组件；22第二转轴；2201-第三区段；2202-第四区段；3-安装基座；31-v型支架；32-弧形通孔；33-固定件；4-固定支架；401-第一安装板；4011-第一安装孔；402-支撑杆；403-固定底座；404-第二安装板；4041-第二安装孔；405-第一固定板；406-第二固定板；407-第三安装板；4071-第三安装孔；408-支撑板；409-第四安装板；4091-第四安装孔；410-螺杆；411-固定块。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

本实施例提供了一种钢轨位移量的辅助观测装置，请参照图1至图7。其中，图1为本实施例提供的观测装置安装于安装基座的立体图；图2为本实施例提供的激光发射器安装于安装基座的结构示意图；图3为本实施例提供的观测装置安装于安装基座的结构示意图；图4为本实施例提供的适用于站区区段的固定支架的立体图；图5为本实施例提供的适用于隧道区段的固定支架的立体图；图6为本实施例提供的适用于桥梁区段的固定支架的立体图；图7为本实施例提供的适用于线路区间的固定支架的立体图。

请一并参阅图1至图3，该钢轨位移量的辅助观测装置包括定位装置1、观测装置2和安装基座3。定位装置1包括激光发射器11和第一转轴12，第一转轴12包括第一区段1201和两个第二区段1202，两个第二区段1202分别连接于第一区段1201的两端，且两个第二区段1202的直径均小于第一区段1201的直径。激光发射器11设置在第一区段1201上，且激光发射器11的光束方向与第一区段1201的轴向垂直。观测装置2包括水准仪组件21和第二转轴22，第二转轴22包括第三区段2201和两个第四区段2202，两个第四区段2202分别连接于第三区段2201的两端，且两个第四区段2202的直径均小于第三区段2201的直径。水准仪组件21设置在第三区段2201上，且水准仪组件21的观测方向与第三区段2201的轴向垂直。安装基座3包括两个v型支架31，两个v型支架31平行设置且v型开口向上。定位装置1通过第一转轴12与v型支架31配合可拆卸安装于安装基座3上。或者，观测装置2通过第二转轴22与v型支架31配合可拆卸安装于安装基座3上；第一区段1201与第三区段2201的长度相同，以使激光光束与水准仪组件21观测的中线重合。

激光发射器11是能够发射激光的装置，如激光笔，包括绿光激光笔、红外线激光笔等。在激光发射器11设置于第一区段1201中，第一区段1201的中部径向开设有安装通孔，激光笔贯穿设置于该安装通孔中并紧固固定，以防止激光笔松动滑落或发生偏移。当然，激光笔的设置还有其他方式，如在第一区段1201的中部径向开设凹槽，激光笔放置于凹槽中并通过紧固装置固定，本实施例不作限定。

水准仪组件21是能够远距离观测到定位点情况的装置，如水准仪，包括完整结构的水准仪和部分结构的水准仪。具体地，图1示出了部分结构的水准仪的情况。应当理解，部分结构的水准仪包括望远镜、管水准器和垂直轴，以能够实现远距离观测为准。该水准仪组件21底部设置第二转轴22时，可将水准仪的垂直轴与第三区段2201焊接连接。水准仪组件21为部分结构的水准仪，由于卸除了基座和脚螺旋，所以减少了水准仪组件21的高度和重量，从而提高水准仪组件21在安装基座3上的稳定性。但是，本实用新型并不排除水准仪组件21为完整结构的水准仪。当水准仪组件21为完整结构的水准仪时，水准仪的基座底部焊接于第一区段21的中部即可。

其中，第二转轴22可以采用与第一转轴12相同的结构规格，以减少转轴结构的设计，方便加工。当然，第二转轴22也可以采用与第一转轴12不同的结构规格，但第二转轴22与第一转轴12结构规格不同时，第一区段1201与第三区段2201的长度规格相同。

请参阅图1和图4-7中的任一图，该钢轨位移量的辅助观测装置还包括固定支架4，以便于安装并固定安装基座3。具体地，安装基座3的基部开设有两个贯通安装基座3的弧形通孔32，两个弧形通孔32为同一圆心，且两个弧形通孔32对称分布。每个弧形通孔32内均设置有固定件33，安装基座3通过固定件33可拆卸安装于固定支架4上。其中，固定件33为能够将安装基座3固定于固定支架4上的部件，比如螺栓、销钉等。固定支架4是设置在无缝线路钢轨两侧，以用于承载安装基座3的装置，根据适用区段不同结构有所区别。

在安装基座3的基部开设弧形通孔32，并在弧形通孔32内设置固定件33。当安装基座3安装于固定支架4上时，固定件33能够对安装基座3进行固定，防止安装基座3从固定支架4上脱落。而且固定件33能够在弧形通孔32内发生相对移动。当需要调节观测方向时，只需要转动安装基座3即可，便于调焦测量，且提高了操作灵活性。

其中，图4示出了适用于站区区段的固定支架4的一种结构。具体地，固定支架4包括第一安装板401、支撑杆402和固定底座403。支撑杆402的一端连接第一安装板401，支撑杆402的另一端连接于固定底座403。第一安装板401上开设有两个第一安装孔4011，安装基座3通过固定件33与第一安装孔4011配合安装于固定支架4上。

需要说明的是，支撑杆402可以选择固定长度为1100mm，φ35mm的铝合金圆柱，也可以采用具有伸缩结构的伸缩杆，以方便调节支撑杆402的高度。固定底座403是永久固定在现场路基面的装置，如面积为150mm²，厚10mm的钢板。

该适用于站区区段的固定支架4的安装方法，包括以下步骤：

在车站站区现场选择适当位置后，开挖宽度为250×250mm，深度400mm的基坑，基坑内均匀放置四个朝上的螺栓后，向基坑内填入水泥并找平以形成水泥基座，其中，四个螺栓露出基坑且高度相同，以保证固定底座403能够安装且安装平整；

将固定底座403通过该四个螺栓固定于水泥基座上后调平，预紧螺栓并调节支撑杆402垂直及第一安装板401水平；

将安装基座3通过固定件33与第一安装孔4011配合安装于第一安装板401上，以及将定位装置1通过第一转轴12与v型支架31配合可拆卸安装于安装基座3上，开启激光发射器11，调整安装基座3的角度以使激光光束与线路钢轨垂直，紧固螺栓，即完成固定支架4的安装。

图5示出了适用于隧道区段的固定支架4的一种结构。具体地，该固定支架4包括第二安装板404和第一固定板405。第二安装板404与第一固定板405垂直连接形成t型结构。第二安装板404的同一侧面上开设有两个第二安装孔4041，且两个第二安装孔4041位于远离第一固定板405的一端。安装基座3通过固定件33与第二安装孔4041配合安装于固定支架4上。其中，第一固定板405永久固定在隧道的内壁上，第一固定板405可以为钢板；第二安装板404可以为矩形结构的钢管。

该适用于隧道区段的固定支架4的安装方法，包括以下步骤：

将第一固定板405紧靠在隧道区段的避车洞内一侧洞壁上，然后在第一固定板405的位于第二安装板404两侧合适位置作打孔标记，其中，标记设置在隧道进度250mm处，高度为1300mm；

用冲击钻在标记处打孔，安装膨胀螺栓；

将第一固定板405固定在洞壁的螺栓上并预紧，调平第二安装板404后，将安装基座3通过固定件33与第二安装孔4041配合安装于第二安装板404上，以及将定位装置1通过第一转轴12与v型支架31配合可拆卸安装于安装基座3上。开启激光发射器11，调整安装基座3的角度以使激光光束与线路钢轨垂直，紧固螺栓，即完成固定支架4的安装。

图6示出了适用于桥梁区段固定支架4的一种结构。具体地，该固定支架4包括第三安装板407、第二固定板406和支撑板408。第三安装板407与第二固定板406垂直连接形成l型结构。第三安装板407和第二固定板406均与支撑板408连接形成三角结构。第三安装板407的背离第二固定板406的侧面开设有两个第三安装孔4071。安装基座3通过固定件33与第三安装孔4071配合安装于固定支架4上。其中，第二固定板406永久固定在桥梁区段的的金属接触网立柱上，第二固定板406可以为钢板；第三安装板407可以为三角铁片。

该适用于桥梁区段的固定支架4的安装方法，包括以下步骤：

将第二固定板406紧贴在接近钢轨线路一侧的接触网立柱上，第三安装板407朝向避车台且第三安装孔4071朝上，调整安装高度及水平度后，将第二固定板406与接触网立柱通过螺栓预紧，其中，固定支架4的安装高度应能满足一次观测两股钢轨；

将安装基座3通过固定件33与第三安装孔4071配合安装于第三安装板4071上，以及将定位装置1通过第一转轴12与v型支架31配合可拆卸安装于安装基座3上。开启激光发射器11，调整安装基座3的角度以使激光光束与线路钢轨垂直，紧固螺栓，即完成固定支架4的安装。

图7示出了适用于线路区段固定支架4的一种结构。具体地，该固定支架4包括第四安装板409、固定块411和两个螺杆410。两个螺杆410平行设置于第四安装板409的一侧，固定块411可拆卸连接于两个所述螺杆410。第四安装板409的靠近螺杆的一侧面开设有两个第四安装孔4091。安装基座3通过固定件33与第四安装孔4091配合安装于固定支架4上。其中，螺杆410可以是固定长度，也可以是伸缩长度。

该适用于线路区段的固定支架4的安装方法，包括以下步骤：

将该固定支架4套设在接近钢轨线路一侧的接触网立柱上，然后安装固定块411并预紧，调整安装高度及第四安装板409的水平度后，紧固固定块411，其中，固定支架4的安装高度应能满足一次观测两股钢轨；

将安装基座3通过固定件33与第四安装孔4091配合安装于固定支架4上，以及将定位装置1通过第一转轴12与v型支架31配合可拆卸安装于安装基座3上。开启激光发射器11，调整安装基座3的角度以使激光光束与线路钢轨垂直，紧固固定块411，即完成固定支架4的安装。

应当理解，在以上四种结构的固定支架4安装中，其中涉及的第一安装孔4011、第二安装孔4041、第三安装孔4071和第四安装孔4091均朝上，以使安装基座3朝上设置，且在以上四种结构的固定支架4安装完成后，卸下定位装置1带回。

上述四种结构的固定支架4安装后，在线路钢轨上设置刻度线。具体地，将定位装置1通过第一转轴12与v型支架31配合可拆卸安装于安装基座3上，开启激光发射器11，激光光束在线路钢轨上产生投影，分别标记该投影点，即为两股钢轨的观测基准点，然后以观测基准点为对称中心设置观测刻度。其中，观测刻度可以是在线路钢轨上制作的刻度线，也可以在线路钢轨上固定的观测标尺，且刻度线或观测标尺的0刻度均与观测基准点重合。设置好刻度线后卸下定位装置带回。

当需要观测线路钢轨是否发生位移时，将观测装置2通过第二转轴22与v型支架31配合可拆卸安装于安装基座3上，调整水准仪组件21的物镜焦距，水准仪组件21的焦距点所对应的刻度，即为线路位移量。

本实用新型提供的钢轨位移量的辅助观测装置，通过在v型支架31上可拆卸设置定位装置1和观测装置2，其中定位装置1是在第一转轴12中部设置激光发射器，观测装置2是在水准仪组件21底部设置第二转轴22，且第一转轴12和第二转轴22的两端部分直径均小于中间部分。当定位装置1安装于v型支架31时，第一区段1201能够卡在两个v型支架31之间，实现对激光发射器11的固定，防止激光发射器11发生水平移动，从而保证定位的观测基准点稳定；当观测装置2安装于v型支架31时，第三区段2201能够卡在两个v型支架31之间，防止水准仪组件21发生水平移动，从而保证观测到的位移量准确可靠。

本实用新型提供的钢轨位移量的辅助观测装置，从固定支架4安装到观测到准确的位移量，只需要两人配合作业即可完成，相比于传统线路位移观测的三人作业，省时省力。而且不再需要工人横跨线路作业，降低了上线作业的风险。此外，本实用新型提供的钢轨位移量的辅助观测装置，不需要在线路两侧预埋观测桩，节省成本且线路美观。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。